与c#和Java相比,编译c++文件需要很长时间。编译一个c++文件比运行一个正常大小的Python脚本花费的时间要长得多。我目前使用vc++,但它与任何编译器是一样的。为什么会这样?
我能想到的两个原因是加载头文件和运行预处理器,但这似乎不能解释为什么需要这么长时间。
与c#和Java相比,编译c++文件需要很长时间。编译一个c++文件比运行一个正常大小的Python脚本花费的时间要长得多。我目前使用vc++,但它与任何编译器是一样的。为什么会这样?
我能想到的两个原因是加载头文件和运行预处理器,但这似乎不能解释为什么需要这么长时间。
当前回答
你得到的代价是程序运行得稍微快一点。在开发期间,这对您来说可能是一种冷漠的安慰,但一旦开发完成,并且程序只是由用户运行时,它就会变得非常重要。
其他回答
最大的问题是:
1)无限头解析。已经提到过。缓解(如#pragma once)通常只适用于每个编译单元,而不是每个构建。
2)事实上,工具链经常被分离成多个二进制文件(make、预处理器、编译器、汇编器、归档器、impdef、链接器和dll工具),这些二进制文件必须在每次调用(编译器、汇编器)或每一对文件(归档器、链接器和dll工具)时重新初始化和重新加载所有状态。
请参见关于comp.compilers: http://compilers.iecc.com/comparch/article/03-11-078的讨论,特别是这个:
http://compilers.iecc.com/comparch/article/02-07-128
请注意,comp.compilers的主持人John似乎也同意这一点,这意味着如果完全集成工具链并实现预编译的头文件,那么C语言也应该可以达到类似的速度。许多商业C编译器在某种程度上都这样做。
请注意,Unix将所有内容分解为单独的二进制文件的模型对于Windows来说是一种最坏的情况模型(其进程创建缓慢)。在比较Windows和*nix之间的GCC构建时间时,这是非常明显的,特别是当make/configure系统还调用一些程序只是为了获取信息时。
一些原因是:
1) c++语法比c#或Java更复杂,需要更多的时间来解析。
2)(更重要的是)c++编译器生成机器代码,并在编译期间进行所有优化。c#和Java只走了一半,将这些步骤留给JIT。
在大型面向对象项目中,重要的原因是c++很难限制依赖关系。
私有函数需要在它们各自的类的public头文件中列出,这使得依赖关系比它们需要的更具传递性(传染性):
// Ugly private dependencies
#include <map>
#include <list>
#include <chrono>
#include <stdio.h>
#include <Internal/SecretArea.h>
#include <ThirdParty/GodObjectFactory.h>
class ICantHelpButShowMyPrivatePartsSorry
{
public:
int facade(int);
private:
std::map<int, int> implementation_detail_1(std::list<int>);
std::chrono::years implementation_detail_2(FILE*);
Intern::SecretArea implementation_detail_3(const GodObjectFactory&);
};
如果在头文件的依赖树中重复使用这种模式,就会产生一些间接包含项目中大部分头文件的“神头文件”。它们就像上帝对象一样无所不知,只是在绘制它们的包含树之前,这一点并不明显。
这会以两种方式增加编译时间:
它们添加到包含它们的每个编译单元(.cpp文件)的代码量很容易比cpp文件本身多很多倍。从这个角度来看,catch2.hpp是18000行,而大多数人(甚至是ide)开始难以编辑超过1000-10000行的文件。 编辑头文件时必须重新编译的文件数量不包含在依赖它的真实文件集中。
是的,有一些缓解措施,比如前向声明,它有缺点,或者pimpl习惯用法,它是非零成本抽象。尽管c++在你能做的事情上是无限的,但如果你偏离了它的本意,你的同事会想知道你到底在吸什么。
最糟糕的是:如果你仔细想想,在它们的公共头中声明私有函数的需求甚至是不必要的:成员函数的道德等效可以在C中被模仿,而且通常也被模仿,这不会重现这个问题。
你得到的代价是程序运行得稍微快一点。在开发期间,这对您来说可能是一种冷漠的安慰,但一旦开发完成,并且程序只是由用户运行时,它就会变得非常重要。
Most answers are being a bit unclear in mentioning that C# will always run slower due to the cost of performing actions that in C++ are performed only once at compile time, this performance cost is also impacted due runtime dependencies (more things to load to be able to run), not to mention that C# programs will always have higher memory footprint, all resulting in performance being more closely related to the capability of hardware available. The same is true to other languages that are interpreted or depend on a VM.